原位合成法二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇质子交换膜的研制

以聚乙烯醇(PVA)为基体,利用原位合成法制备了二氧化硅(SiO2)和硅钨酸(SiWA)微粒在PVA基质中均匀分布的二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇(SiO2/SiWA-m-PVA)质子交换膜.利用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TG)分别对膜的形貌及热稳定性进行了表征,四氯化硅与钨酸钠摩尔比对SiO2/SiWA-m-PVA质子交换膜的质子导电性能、阻醇性能的影响.结果表明,四氯化硅与钨酸钠摩尔比为1∶1时,原位合成的二氧化硅和硅钨酸在质子交换膜中分散均匀,在温度低于100℃时SiO2/SiWA-m-PVA膜保水性能好;室温质子电导率为1.48×10-2 S/cm,甲醇渗透率为1.37×10-7 cm2/s,比相同条件下Nafion117膜甲醇渗透率低一个数量级,应用于直接甲醇燃料电池单电池能量密度可达11.82mW/cm2.

PWA-d-PVA/PVDF膜在直接甲醇燃料电池中的应用

研究了磷钨酸掺杂的聚乙烯醇/聚偏氟乙烯(PWA-d-PVA/PVDF)质子交换膜在直接甲醇燃料电池中的性能。采用热压法将PWA-d-PVA/PVDF膜和分别涂有Pt-Ru/C与Pt/C的碳纸压制成膜电极,并组装成电池测试其性能,电池阳极通入不同浓度的甲醇水溶液,阴极置于常温常压下。结果表明,PWA-d-PVA/PVDF膜的电池性能优于相同实验条件下的Nafion膜。